[实用新型]一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及质量测量的技术领域，尤其涉及一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置。

背景技术

太空授课是神舟十号载人飞船飞行任务的亮点，主要内容是由航天员在轨开展失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等科普教育项目。

在地面环境下通常都是通过测重力来测量物体的质量，比如天平、秤等，但在太空中，由于失重，这种质量测量方法已不再适用；目前无法演示太空失重环境下的质量测量原理。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种可以演示太空失重环境下的质量测量原理的装置。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置包括：无上盖的中空钢制长方体、小钢柱体、大钢柱体、第一弹簧、第二弹簧、3个第一限位钢丝、3个第二限位钢丝、第一钢丝固定环、第二钢丝固定环；

其中，在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第一限位钢丝；第一弹簧固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第一弹簧设在3个第一限位钢丝组成的限位空间内；大钢柱体与第一弹簧相连；3个第一限位钢丝分别与第一钢丝固定环接触连接；

在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第二限位钢丝；第二弹簧固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第二弹簧设在3个第二限位钢丝2组成的限位空间内；小钢柱体与第二弹簧相连；3个第二限位钢丝分别与第二钢丝固定环接触连接；

第一钢丝固定环5-1距长方体内的另一个短边侧面的距离与第二钢丝固定环5-2距长方体内的另一个短边侧面的距离相同；第一弹簧3-1与第二弹簧3-2的弹性系数相同，并且左右平行设置。

优选的，小钢柱体通过第一螺杆与第一弹簧连接，大钢柱体通过第二螺杆与第二弹簧连接。

优选的，第一弹簧通过第一弹簧螺杆固定在长方体内的一个短边侧面上，第二弹簧通过第二弹簧螺杆固定在长方体内的一个短边侧面上。

本实用新型的质量测量演示装置，通过选取相同弹性系数的弹簧，放置不同质量的物体，在相同弹簧拉伸行程情况下，物体振荡频率由于质量的不同而不同；从而演示太空失重环境下的质量测量原理。

附图说明

图1为本实用新型的质量测量演示装置结构示意图。

具体实施方式

根据弹簧振动周期公式其中，T为弹簧振动周期，m为物体质量，k为弹簧弹性系数；如果两个相同的弹簧，即弹性系数K值相同，振动周期只与质量m有关，质量越大，周期越长，频率越慢，因此可以根据频率测定质量。

如图1所示，本实用新型提供一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置包括：无上盖的中空钢制长方体、大钢柱体1、小钢柱体2、第一弹簧3-1、第二弹簧3-2、3个第一限位钢丝4-1、3个第二限位钢丝4-2、第一钢丝固定环5-1、第二钢丝固定环5-2。

在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第一限位钢丝4-1；第一弹簧3-1固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第一弹簧3-1设在3个第一限位钢丝4-1组成的限位空间内，限位空间的内径略大于大钢柱体的直径，采用第一限位钢丝4-1用于保证第一弹簧稳定性；大钢柱体1与第一弹簧3-1相连；3个第一限位钢丝4-1分别与第一钢丝固定环5-1接触连接。

在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第二限位钢丝4-2；第二弹簧3-2固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第二弹簧3-2设在3个第二限位钢丝4-2组成的限位空间内，限位空间的内径略大于小钢柱体的直径，采用第二限位钢丝4-2用于保证第二弹簧稳定性；小钢柱体2与第二弹簧3-2相连；3个第二限位钢丝4-2分别与第二钢丝固定环5-2接触连接。

第一钢丝固定环5-1距长方体内的另一个短边侧面的距离与第二钢丝固定环5-2距长方体内的另一个短边侧面的距离相同；第一弹簧3-1与第二弹簧3-2的弹性系数相同，并且左右平行设置。

优选的，小钢柱体1通过第一螺杆6-1与第一弹簧3-1连接，大钢柱体2通过第二螺杆6-2与第二弹簧3-2连接，第一弹簧3-1通过第一弹簧螺杆7-1固定在长方体内的一个短边侧面上，第二弹簧3-2通过第二弹簧螺杆7-2固定在长方体内的一个短边侧面上。

优选的，无上盖的中空钢制长方体的长度为270mm，大钢柱体1、小钢柱体2直径为13mm，3根第一限位钢丝4-1或第二限位钢丝4-2组成内径为14mm限位空间，防止弹簧振动失稳。